应用Petrel进行构造建模的研究

邹起阳,阎振华,徐阳东 (长江大学地球科学学院,湖北荆州434023)

莫丽丽 (扬州商务高等职业学校信息系,江苏扬州2251 27)

白晓光 (河北省地勘局水文工程地质勘查院,河北石家庄050031)

何洪雨 (辽河油田茨榆坨工程技术处,辽宁沈阳11 0206)

三维地质随机建模技术是近年来随着计算机技术的不断发展而兴起的一门新兴技术,其将地质统计学和现代计算机技术尤其是三维图形可视化技术相结合,以地质统计学为基础,并综合地质理论、计算机软件和油藏开发实际3方面因素对沉积储层进行精细研究和表征[1]。在三维地质模型建立过程中,建立精细的构造模型过程虽然简单,但却是一个必不可少的基础性工作,其对后续沉积微相模型及参数模型的建立有着极为重要的意义。采用Petrel软件进行构造建模能更准确直观反映地下构造情况。我国大部分油田是陆上油田,地质构造复杂,识别与描述非常困难,对于断裂系统较为复杂的断块区更是地质研究工作的难题。笔者采用Petrel软件针对复杂断裂系统进行了构造建模的研究。

1 三维地质构造模型的建立

地质构造模型主要研究建立构造模型及构造背景下的地层厚度分布变化、垂向地层之间的接触关系和断裂系统的发育情况等,构造模型是三维地质建模的基础,并为后续的属性建模提供三维骨架。建立构造模型主要以地震解释的断层数据和层面数据以及依据高分辨率层序地层学确定的单井分层数据为输入数据源,依次建立断层模型和层面模型,并应用三维地震数据体对断层模型进行检查和质量控制[2]。

1.1 断层模型的建立

以国内某油田研究区块为例,该区内断层发育,这样不仅使构造斜坡复杂化,而且对油水分布产生较大的影响。为了准确了解该区断层在平面和空间的组合关系,需要参照该区的断裂发育史以及地震资料和构造图[3]。由于Petrel软件不能自动识别断层的接触关系,所以必须对断层的接触关系进行处理。在处理断层接触关系时应遵循如下原则:①断裂系统发育史要明确,早期断层不能切割晚期断层。②主、从断层要分清,主断层不允许被剪切。③断层间的接触关系一定要清晰,断面可以相交但不能互相切割。该区内共解释断层58条,考虑到Petrel对网格划分的要求,在不影响网格设计计算的情况下,删除了模型中一些规模小、孤立分布、对油藏描述没有影响的断层,最终确定了31条断层,全部为正断层,且均断穿所有层位。通过研究分析,发现上述断层主要存在2种接触关系,即连接关系和交叉关系。具有连接关系的断层可以通过接触面的Pillar(断层联结柱)进行连接。对具有交叉关系的断层可进行如下处理:①对被交叉的断层Pillar进行剪断处理 (这样会增加一条断层),然后将其作为连接断层,进行2次断层连接;②将主断层Pillar删除一部分,先做一次连接,然后根据断层的延展趋势添加Pillar同时调节其形态,使其符合地质实际情况。

笔者在建模时选取方法②进行处理,这样既可以保证断层的形态和接触关系的准确性,同时还能保持断层的数量不变。在调节断层的接触关系后,再根据地层层面调整断层的延展方向,同时尽量使各断层的Pillar长度一致、间距适中、数量适当。若出现削截断层,应根据情况适当添加趋势线以保证网格质量。断层模型如图1所示。

图1 断层模型

1.2 层面模型

建立层面模型时,首先要获得钻井分层数据,再以钻井揭示的地层厚度为依据,通过地层等厚度内插得到小层界面[4](见图2)。从图2可以看出,生成的小层界面穿过绝大部分分层数据点 (图中圆点),表明用上述方法得到的小层界面可以在忠实于钻井分层数据的同时,也较好地保证了基本构造界面反映出的整体构造形态和趋势。

三维地质建模的目的是为了研究砂体的准确形态,因此构造模型应与沉积界面严格吻合。笔者将该工区地震数据加入所建模型中,将两者进行对比 (见图3)。从图3可以看出,地震剖面所显示的反射面和层面模型的构造位置、走向趋势符合较好。

图2 层面模型与分层数据对比

图3 层面模型与地震剖面对比

1.3 网格设计

在建模过程中,网格形态、大小及方向会对砂体骨架模型 (或沉积相模型)及属性模型产生影响,因而合理的网格设计非常重要[5]。在进行网格化之前,要将层面之间垂向上的接触关系以及层面与断面之间的关系予以充分考虑,从而确保模型内各部分之间的一致性和完整性,同时确保油藏模型网格的正交性。进行网格设计时,应遵循如下原则:①断层Pillar的间距要相等或均匀变化、长度应相等或均匀变化,在断层柱网格化之前要合理设置断层的网格方向,对出现奇异网格时应添加趋势线,且趋势线要与断层走向或垂直方向平行。②设计网格方向应主要考虑沉积物源方向,沿该方向设计网格有利于数据分析及变差函数的估计。③设计网格大小时,由于受计算机运算速度限制,所以网格不宜划分过密;另一方面为了保证储层建模精度,网格划分不宜过疏。因此,必须根据实际地质情况及井网密度来合理设计网格。该区平均井距为300m左右,平面网格步长设置为25m×25m,对纵向网格细分最小单元为2m,总网格数为354×511×43=7778442。至此,可模拟出研究区精细构造模型 (见图4)。

图4 构造模型

2 结 语

构造模型是建立符合油藏地质实际情况三维模型的关键。建立构造模型包括建立断层模型、层面模型、模型网格化3个步骤。断层形态及其在三维空间延展的准确性、层面数据的准确性和网格大小及方向的合理设计是构造建模的重要环节,其直接影响模型的精度。应用Petrel软件建立的三维构造模型能提高构造解释的精度并真实反映地质特征,从而为油田开发提供可靠依据。

[1]于兴河,陈建阳,张志杰,等.油气储层相控随机建模技术的约束方法 [J].地学前缘,2005,12(3):237-244.

[2]罗玉,翟中霞,孟庆友,等.利用Petrel软件进行精细地质建模研究[J].太原科技,2008(10):60-63.

[3]丁可新.复杂断块油藏精细构造建模技术——以富林油田为例 [J].石油天然气学报,2008,30(5):247-250.

[4]欧阳明华,谢丛姣.精细油藏描述中的储层建模[J].新疆石油学院学报,2004,16(1):47-51.

[5]石晓燕.Petrel软件在精细地质建模中的应用 [J].新疆石油地质,2007,28(6):773-774.